项目五太阳电池的检测.pptx

项目五太阳电池的检测会计学知识目标：1.掌握基本性能参数的概念2.掌握影响太阳电池性能的因素3.掌握检测设备的操作流程…技能目标：1.掌握电池片的主要性能参数的检测技能2.能根据检测的性能参数判断大概是那个工序点出现质量问题，并及时处理3.能够根据检测的结果提出性能改进的工艺或措施…任务一 方块电阻的检测任务分析: 在太阳电池扩散工艺中，扩散层薄层电阻是反映扩散层质量是否符合设计要求的重要工艺指标之一。方块电阻也是标志进入半导体中的杂质总量的一个重要参数，对应于一对确定数值的结深和薄层电阻，扩散层的杂质分布是确定的，同时方块电阻的大小也影响着电池片的开路电压、短路电流、串联电阻、并联电阻及填充因子的电性能参数。所以对电池片扩散工艺后的方块电阻的检测是很重要的一个环节。任务目的:1. 了解（微）小电阻测量的原理，了解四探针微电阻测量的特点，掌握（微）小电阻测量方法。2.能够对太阳电池片方块电阻的检测。3. 了解太阳电池片方块电阻的大小对太阳电池。4. 训练实验设计能力和实验操作水平。知识应用一、方块电阻的定义 扩散层的薄层电阻也称方块电阻，常分别用，就是表面为正方形的半导体薄层在电流方向（电流方向平行于正方形的边）所呈现的电阻。二、探针检测电组的原理 目前生产中，测量扩散层薄层电阻广泛采用四探针法。测量装置示意图如图所示。图中直线陈列四根金属探针（一般用钨丝腐蚀而成）排列在彼此相距为S一直线上，并且要求探针同时与样品表面接触良好，外面一对探针用来通电流、当有电流注入时，样品内部各点将产生电位，里面一对探针用来测量2、3点间的电位差。 四探针的原理见图1。前端精磨成针尖状的1、2、3、4 号金属细棒中，1、4号和高精度的直流稳流电源相联，2、3 号与高精度（精确到0.1μV）数字电压表或电位差计相联。四根探针有两种排列方式，一是四根针排列成一条直线（图1a），探针间可以是等距离也可是非等距离；二是四根探针呈正方形或矩形排列（图1b）。对于大块状或板状试样（尺寸远大于探针间距），两种探针排布方式都可以使用；而于细条状或细棒状试样，使用第二种方式更为有利。当稳流源通过1、4 探针提供给试样一个稳定的电流时，在2、3 探针上测得一个电压值V23。本实验采用第一种探针排布（图1a）形式，其等效电路图见图2。当被测电阻很小（例如小于1Ω），而电压表内阻很大时（本实验使用hp34410A型数字电压表其内阻大于10MΩ），R5、R6、R7、R8 和R0 对实验结果的影响在有效数字以外，测量结果足够精确。二、方块电组的计算公式1. 用KDY-1A测量方块电阻时，计算公式为：R=V/I×F(S/D)×F(W/S)×FSP由于扩散层、导电薄膜很薄F(W/S)=1，所以只要选取电流I= F(S/D)FSP.电压表本身已经做了小数点移位，在1mA档时，电流可选45.3，在10mA档时，电流可选4.53， 选择在R位置，从KDY-1A电压表上即可直接读出方块电阻R。2.考虑一块长为l、宽为a、厚为t的薄层如右图。如果该薄层材料的电阻率为ρ，则该整个薄层的电阻为当l=a（即为一个方块）时，R= ρ/t。可见，（ρ/t）代表一个方块的电阻，故称为方块电阻，特记为R□= ρ/t (Ω/□)三、方块电阻检测的步骤1. 在背板上电源插座插好电源线、四探针头连接线，检查保险丝管有无松动。2. 打开背板上的电源开关（将I按下）此时面板上的数字表及各控制开关上均有指示灯点亮。3. 从左向右，察看控制开关，先将电流换档开关置于“1mA”,在测硅片、硅块时 置于“ ”，在测方块电阻 置于“R”，校准/测量档选在“校准”。 4. 将四探针头压在样品上，此时数字表上显示的是测量电流；5. 电流的选择方块电阻≥10Ω/□时选用1mA 档测量，方块电阻≤10Ω/□时选用10mA档测量。6. 测量薄层方块电阻时，只要将 档按到R灯亮，调节电流至453即可方便地读出R□值。图1四、方块电阻的大小对电性能的影响分析1. 不同方块电阻对电池片开路电压的影响图1为两种不同方块电阻的电池片的开路电压曲线。Uoc1和Uoc2分别对应方块电阻为R□1和R□2的电池片。从图1可以看出，方块电阻为50～55时电池片的开路电压比方块电阻为40～45时大。具体原因将在后文中有所涉及。图22. 不同方块电阻对电池片短路电流的影响图2为两种不同方块电阻的电池片的短路电流曲线。Isc1和Isc2分别对应方块电阻为R□1和R□2的电池片 从图1可以看出，方块电阻为50～55时电池片的短路电流比方块电阻为40～45时大。具体原因将在后文中有所涉及。图33. 不同方块电阻对电池片串联电阻的影响图3为两种不同方块电阻的电池片